木星的衛(wèi)星很熱。

好吧，因?yàn)殡x太陽(yáng)太遠(yuǎn)了，所以比他們應(yīng)該的要熱。在一個(gè)稱(chēng)為潮汐加熱的過(guò)程中，木星衛(wèi)星和地球本身的引力拖船將衛(wèi)星拉伸和擠壓到足以使它們變暖的程度。結(jié)果，一些冰月衛(wèi)星的內(nèi)部溫度足以容納液態(tài)水海洋，在巖石月球 Io 的情況下，潮汐加熱將巖石融化為巖漿。

研究人員此前認(rèn)為，氣體巨星木星是造成與月亮液體內(nèi)部有關(guān)的大部分潮汐加熱的原因，但是《地球物理研究快報(bào)》上發(fā)表的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，月球相互作用可能比單獨(dú)的木星更能引起加熱。 。

該論文的主要作者，位于帕薩迪納的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員哈米什·海伊(Hamish Hay)說(shuō)：“令人驚訝的是，衛(wèi)星比木星小得多。您不會(huì)期望它們能夠產(chǎn)生如此大的潮汐響應(yīng)。”加利福尼亞州，他是亞利桑那大學(xué)月球與行星實(shí)驗(yàn)室的研究生，當(dāng)時(shí)從事這項(xiàng)研究。

了解月亮之間的相互影響很重要，因?yàn)樗梢躁U明整個(gè)月球系統(tǒng)的演化。木星有近80個(gè)衛(wèi)星，其中最大的四個(gè)是艾歐，歐羅巴，木衛(wèi)三和卡利斯托。

共同作者安東尼·特林(Antony Trinh)說(shuō)：“ 要在地質(zhì)時(shí)期維持地下海洋以防凍結(jié)，這需要在內(nèi)部供熱和熱量損失之間達(dá)到良好的平衡，但是我們有幾項(xiàng)證據(jù)表明歐羅巴，木衛(wèi)三，卡利斯托和其他衛(wèi)星應(yīng)該是海洋世界，”登月與行星實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員。“艾奧，最接近木星的月亮，顯示出廣泛的火山活動(dòng)，這是潮汐加熱的另一個(gè)結(jié)果，但在其他早期地球行星(如地球)的早期歷史中，它們可能會(huì)經(jīng)歷更高的強(qiáng)度。最終，我們希望了解所有行星的來(lái)源產(chǎn)生這種熱量的原因在于，它對(duì)整個(gè)太陽(yáng)系及整個(gè)世界的演化和可居住性產(chǎn)生了影響。”

潮汐共振

潮汐加熱的技巧是一種稱(chēng)為潮汐共振的現(xiàn)象。

Hay說(shuō)：“共振會(huì)產(chǎn)生更多熱量。” “基本上，如果您推動(dòng)任何對(duì)象或系統(tǒng)放開(kāi)，它都會(huì)以其固有的頻率擺動(dòng)。如果您繼續(xù)以正確的頻率推動(dòng)系統(tǒng)，則這些振蕩會(huì)越來(lái)越大，就像在推動(dòng)系統(tǒng)時(shí)一樣。如果在正確的時(shí)間推動(dòng)秋千，它會(huì)變高，但是計(jì)時(shí)不正確，會(huì)削弱秋千的運(yùn)動(dòng)。”

每個(gè)月球的自然頻率取決于其海洋的深度。

Hay說(shuō)：“這些潮汐共振在這項(xiàng)工作之前就已為人所知，但僅因木星引起的潮汐才知道。只有在海洋真的很薄(小于300米或在1000英尺以下)的情況下才可能產(chǎn)生這種共振效應(yīng)。” 。“當(dāng)潮汐力作用于全球海洋時(shí)，它會(huì)在海面產(chǎn)生潮汐波，最終以一定的頻率或周期在赤道周?chē)鷤鞑ァ?rdquo;

根據(jù)研究人員的模型，僅木星的影響就無(wú)法產(chǎn)生具有正確頻率的潮汐以與月球產(chǎn)生共鳴，因?yàn)槿藗冋J(rèn)為月球的海洋太厚。直到研究人員增加了其他衛(wèi)星的引力影響后，他們才開(kāi)始看到潮汐力逼近衛(wèi)星的自然頻率。

當(dāng)木星月球系統(tǒng)中其他物體產(chǎn)生的潮汐與每個(gè)月球自身的共振頻率相匹配時(shí)，月球開(kāi)始經(jīng)受的熱量比僅由木星引發(fā)的潮汐要高，在最極端的情況下，這可能導(dǎo)致冰融化或內(nèi)部晃動(dòng)。

為了使衛(wèi)星經(jīng)歷潮汐共鳴，它們的海洋必須厚幾十到幾百公里(最多幾百英里)，這在科學(xué)家目前的估計(jì)范圍內(nèi)。但是，研究人員的發(fā)現(xiàn)有一些警告。

Hay說(shuō)，他們的模型假設(shè)潮汐共振永遠(yuǎn)不會(huì)變得太極端。他和他的團(tuán)隊(duì)希望返回模型中的該變量，并查看解除約束后會(huì)發(fā)生什么。

Hay還希望未來(lái)的研究能夠推斷出這些衛(wèi)星內(nèi)海洋的真實(shí)深度。